PL43028B1 - - Google Patents

Description

Przemysl stalowniczy przy wytwarzaniu sto¬ powych stali zawierajacych nikiel bardzo cze¬ sto uzywa jako dodatku do stali w miejsce ni¬ klu hutniczego takze stopu zelazoniklowego je-, zeli odpowiada on zadanym warunkom. Ta na¬ miastka niklu hutniczego w postaci zelazo-^ niklowego dodatku stopowego ma tylko wtedy specjalne znaczenie, jezeli jest sie zmuszonym do zastosowania wytworzenia na podstawie ba¬ zy rudy niklowej, zelaza gabczastego metoda Kruppa i jezeli pragnie sie realizowac mozliwie zyskowne otrzymywanie zelaza lacznie z niklem w postaci- metalicznej grudy.Znane sa nastepujace sposoby wytwarzania zelazoniklowego dodatku stopowego i surówki niklowej z nieoczyszczonej grudy zelaza niklo- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa dr Konrad Georgi i Klaus Fiedler. wej otrzymanej w procesie wytworzenia zelaza gabczastego metoda Kruppa* Pierwszy sposób polega na utlenieniu, utwo¬ rzonego z grudy roztopionego stopu surówki przez przedmuchiwanie powietrza w konwer¬ torze przy nieprzerwanym wzbogacaniu zawar¬ tosci niklu i przeprowadzaniu tworzacego sie tlenku zejaza do zuzla.Drugi sposób polega na utlenieniu utworzo¬ nego z girudy roztopionego stopu surówki przez rozpylenie, za pomoca sprezonego powietrza i przetapianiu powstalych grud, które sa mie¬ szanina tlenku metalu i metalu, przy wyko¬ rzystaniu reakcji Fe + NiO = Ni + FeO.Trzeci sposób polega na przetapianiu grudy zelazoniklowej w piecu zblizonym do pieca mar- tenowskiego i dalszym zageszczaniu stopu przez nadmuchiwanie tlenu przy natychmiastowym oddzielaniu zuzla z powierzchni kapieli.Czwarty sposób polega na bezposrednim sto^pieniu grudy zelazoniklowej w piecu elektrycz¬ nym.Jezeli podda sie wymienione sposoby krytycz¬ nemu rozwazeniu, nasuna sie nastepujace wnio¬ ski: Sposób utleniania w konwertorze z powodu ogromnego zuzycia wylozenia ceglanego wnetrza wskutek powstawania nadzwyczaj wysokich \ temperatur i korozji bogatego w tlenek zelaza ;;-£uzla jest zaledwie gospodarczo oplacalny, na- ^jfci|yast 'utlenianie przez rozpylenie prowadzi glównie do duzego zageszczenia stopu wzgled¬ nie surówki niklu. Zageszczenie przez nadmu¬ chiwanie tlenu na roztopiona kapiel stopu po¬ laczone jest takze z powstawaniem silnych szkodliwych naprezen w ceglanej wykladzinie pieca. Mozliwosc topienia grudy zelazoniklowej w piecach elektrycznych jest zalezna od posia¬ dania do dyspozycji taniej energii elektrycznej i dlatego nie jest ogólnie stosowana. Oprócz te¬ go otrzymuje sie przy tym stopy o bardzo nis¬ kiej zawartosci niklu, poniewaz w piecach elek- rycznych nie mozna przeprowadzic bardziej pelniejszego utleniania zelaza.Duze znaczenie przy wytwarzaniu zelazo- niklowego dodatku stopowego posiada oczysz¬ czenie, a w szczególnosci odsiarczenie. Ponie¬ waz grudy zelazoniklowe na podstawie do¬ swiadczenia wykazuja wyzsza zawartosc siarki (1,5—3% S) niz czysta zelgruda .(< 0,8% S), a z drugiej strony usuniecie siarki na podstawie jej wysokiego powinowactwa do niklu przed¬ stawia w stopach zelazoniklowych wielkie trud¬ nosci na przyklad w surówce zeliwnej, dlatego znane sposoby odsiarczania surówki, jak meto¬ da retortowa, wdmuchiwanie odczynników od¬ siarczajacych, zastosowanie wodorotlenków me¬ tali alkalicznych moga byc stosowane do sto¬ pów zelazoniklowych, dopiero po znacznym wstepnym odsiarczeniu ich.W zwiazku z tym nalezy dodatkowo uwzgled¬ nic, ze temperatura topienia nieoczyszczonego stopu zelazoniklowego jest o 150°—200° C wyz¬ sza od temperatury topienia zwyczajnej surów¬ ki, tak ze przy odsiarczajacym traktowaniu stopu na zewnatrz ogrzewanego agregatu ist¬ nieje niebezpieczenstwo zakrzepniecia stopu.Sposób wedlug wynalazku ma za zadanie unikniecie tych trudnosci przy wytwarzaniu zelazoniklowych dodatków stopowych o zawar¬ tosci niklu od 15 do 70%, a przewaznie od 15 do 30% Ni, z grudy zelazoniklowej przez uprzed¬ nie spiekanie grudy w sztucznym ciagu z jed¬ noczesnym wstepnym odsiarczeniem, lacznie z topieniem spiekanego materialu w piecach szybowych lub trzonowych przy dalszym od¬ siarczaniu i ostatecznym usunieciu pozostalej siarki stopionego stopu az do otrzymania wla¬ sciwego stopu.Aby stopiona grude zelazoniklowa mozna by¬ lo przeksztalcic w piecu szybowym w material granulowany o wielkosci ziaren ponizej 3 mm, okazuje sie niezbedna uprzednia jego aglome¬ racja. Ta aglomeracja jest przeprowadzona we¬ dlug wynalazku za pomoca spiekania w sztucz¬ nym ciagu na panwi lub na stole wzglednie w tasmowym aparacie spiekalniczym w taki sposób, ze spala sie intensywnie drobna grude zawierajaca 4—5% wody bez dodatku paliwa (lub ze znikoma iloscia), przy wystarczajaco du¬ zej prózni, przy czym proces spiekania prowa¬ dzi sie w komorze ssacej do konca przy wyko¬ rzystaniu czesci metalicznego zelaza grudy jako paliwa.Przy spiekaniu grudy na skutek zmiany wa¬ runków spiekania, a w szczególnosci ciagu sztucznego i dodatku materialu palnego, jest sie w stanie tak wplywac na temperature i czas spiekania, ze uzyskuje sie zamierzone slabsze lub silniejsze utlenianie metalicznego zelaza, a wiec osiagnie sie kazde ostateczne zageszcze¬ nie zawartosci niklu w stopie zelazoniklowym na przyklad w granicach od 25 do 70%. Ten fakt jest o tyle godny uwagi, o ile przez to przy utle¬ nieniu zelaza w celu zageszczenia niklu w sta¬ nie stopionym w pelni uniknie sie takze zuzy¬ cia ceglanego wylozenia 'wnetrza agregatu do topienia, co na przyklad zaledwie umozliwia osiagnac opisany na wstepie sposób konwer¬ torowy.Dalsza wazna cecha tego procesu jest osiag¬ niete w okreslonych warunkach wstepne od¬ siarczenie materialu grudy. Przeprowadzone do¬ swiadczenia wykazaly, ze maksymalne wstepne odsiarczenie zostanie osiagniete wtedy, kiedy gruda bedzie spiekana bez dodatku materialów obcych i paliwa, przy nawilzeniu jej i przy mozliwie szybkim odprowadzeniu gazów odlo¬ towych zawierajacych SO2. Przy tym wydziela¬ jaca sie siarka rozdziela sie miedzy gaz odloto¬ wy, powstajacy zuzel zasobny w zelazo i pozo¬ staly metal, którego wzgledne wstepne odsiar¬ czenie wynosi 65 do 75% (przyklad I).Te dane odnosza sie do nieoczyszczonej grudy o zawartosci siarki od 2 do 3%, której utlenia¬ nie przy spiekaniu jest tak regulowane, ze po¬ zostaly metal zawiera mniej jak 30% Ni. Jesli spiekanie prowadzi sie tak, ze powstajacy stop zawiera wiecej jak 30% Ni, wówczas opada pro¬ cent wstepnego odsiarczenia. Przy zawartosci - 2 -niklu ponad 50% okazuje sie, ze na skutek sil¬ nego powinowactwa Ni — S i otrzymania zni¬ komej ilosci metalu zachodzi wzmozone a nie malejace odsiarczanie.Dalej przy spiekaniu grudy istnieje mozli¬ wosc dodania pozadanych domieszek dla póz¬ niejszego procesu topienia jak na przyklad ka¬ mienia wapiennego, wapna palonego, piasku kwarcowego, zuzla z pieca retortowego itd. w ilosci kazdorazowo do 20% zawartosci grudy w spieku, w postaci ziaren o wielkosci równej ziarnom grudy bez potrzeby dodawania paliwa do materialu spiekanego.Wytworzone tworzywo spiekane zostanie pod¬ dane stopieniu dla oddzielenia utworzonego zu¬ zla i metalu, przy czym rozpoczete juz przy spiekaniu odsiarczanie jest kontynuowane da¬ lej.Jezeli chce sie wytworzyc zelazoniklowy do¬ datek stopowy o zawartosci 15—30% Ni, wów¬ czas uzywa sie utleniajacego wzglednie neu¬ tralnego stopionego spieku z koksem specjal¬ nym lub wielkopiecowym i dodatkiem kamie¬ nia wapiennego lub wapna palonego w ilosci niezbednej do wytworzenia zuzla w piecu szy¬ bowym z ogrzewanym trzonem przy uzyciu podgrzanego lub wzbogaconego w tlen dmuchu.Jednoczesnie istnieje mozliwosc niesienia w do¬ wolnym stosunku spieku z duzymi kesami gru¬ dy uzyskanej metoda Kruppa. Zadaniem moz¬ liwie silnie zasadowego zuzla wapniowego jest zatrzymanie w zuzlu juz w procesie spiekania znajdujacej sie siarki i osiagnac dalsze odsiar¬ czenie metalu, które wynosi w zaleznosci od biegu pieca od 8 do 15%.Na tym procesie topienia dla oddzielenia me¬ talu od zuzla konczy sie powstale odsiarczanie, które ze skutkiem zostanie przeprowadzone w piecu elektrycznym przy pomocy cieklego wsadu metalicznego z pieca trzonowego za po¬ moca od 10 do 15% dodatku palonego wapnia przy temperaturze okolo 1450° C i redukujacej atmosferze, przy czym przy usuwaniu wiekszej zawartosci siarki mozna uskuteczniac ten pro¬ ces stosujac zmiane zuzla. Ciekly wsad meta¬ liczny zapewnia wlasciwy naklad energii.Zelazoniklowy dodatek stopowy o wyzszej zawartosci niklu ( 30% Ni) topi sie natomiast ze spieku od neutralnego do lekko utleniajacego w piecu elektrycznym lub plomiennym (takze w obrotowym piecu plomiennym) bez dodatku nieoczyszczonej grudy przy dodaniu spieku i zlewaniu utworzonego zuzla oraz odsiarczeniu za pomoca zmielonego kamienia wapiennego przy kilkakrotnej zmianie zuzla.Opisane rodzaje zelazoniklowego dodatku sto¬ powego sa w sprzedazy i odpowiadaja warun¬ kom technicznym, zadanym przez przemysl sta¬ lowniczy.Równiez wazne znaczenie ma mozliwosc, iz przerabianie grudy zelazoniklowej wedlug wy¬ nalazku moze byc zastosowane do samej zel- grudy. Sytuacja ta umozliwia rozdzielenie w wielkim piecu procesu przerabiania drobno¬ ziarnistej grudy zawierajacej siarke od przera^ biania samej grudy.Przyklad. Do spiekania w prostokatnej panwi uzyto nieoczyszczona grude zelazoniklo- wa o wielkosci ziaren ponizej 3 mm, która za¬ wierala obok 9,11% Ni, 3,19% siarki i 4% wody.Próznia w komorze ssacej wynosila 200 mm slupa wody, czas spiekania przy 12 cm grubo¬ sci warstwy spiekanej okolo 40 minut.Produkt spiekania skladal sie w stosunku wagowym z 44% metalu o zawartosci 24,08 Ni i 0,68% siarki, jak równiez 56% zuzla o zawar¬ tosci 0,26% Ni i 2,22% S. Jednoczesnie wydziela sie okolo 270 m3 gazów odlotowych o zawarto¬ sci 1,95 mg SO2. Przy ostatecznym topieniu redukujacym nastepuje oddzielenie metalu od zuzla przy dodatku 15% kamienia wapiennego.Otrzymany uzysk w stosunku wagowym wy¬ nosi metalu 63,7% o zawartosci 15,19% Ni i 0,55% S oraz 36,3% zuzla o zawartosci 0,17% Ni i 1,64% S. Przy odsiarczeniu pozostalej siarki w piecu elektrycznym przy jednorazowym trak¬ towaniu za pomoca 15% zmielonego kamienia wapiennego przez okres 30 minut otrzymuje sie ostateczna zawartosc siarki w metalu wynosza¬ ca 0,04%.Objasnienie dodatkowe 1.Zaleznosc zawartosci niklu w pozostalym me¬ talu od dodatku koksu przy prózni o róznej wielkosci przy spiekaniu nieoczyszczonej grudy uwidoczniona jest na rysunku.Objasnienie dodatkowe 2.Zaleznosc zawartosci niklu uzyskanego przy wstepnym odsiarczaniu w metalu w procesie spiekania grudy. gruda uzyskany metal w spieku %Ni 69,8 59,3 40,2 37,0 31,8 25,0 24,0 %S 4,20 2,44 1,70 1,55 1,17 0,84 0,68 PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania oczyszczonego zelazo- niklowego dodatku ^stopowego o zawartosci niklu od 15 do 70%, przewaznie od 15 do 30% z nieoczyszczonej grudy zelazonikl,owej, otrzymanej w procesie wytwarzania zelaza gabczastego, metoda Kruppa, znamienny tym, ze drobnoziarnista grude, na przyklad o wielkosci ziaren ponizej 3 mm, poddaje sie spiekaniu w sztucznym ciagu, a otrzymany spiek jest poddawany normalnemu proceso¬ wi topienia, przy czym przez odpowiednie nastawienie warunków spiekania, jak sztucz¬ nego ciagu, dodatku paliwa, regulowanie utlenienia zelaza metalicznego i grudy przy ominieciu stanu stopionego, jest tak regulo¬ wane, ze w rezultacie stopiony metal zawie¬ ra od 15 do 70% Ni.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze przy spiekaniu zelazoniklowych dodatków stopowych o zawartosci od 15 do 30% Ni, uprzednio przeprowadza sie odsiarczenie me¬ talu do zawartosci od 35 do 25% uprzedniej zawartosci siarki, przez przeprowadzenie siarki do zuzla i gazów odlotowych, przy czym material spiekany nie otrzymuje zad¬ nych dodatków, jak paliwa lub innych ma¬ terialów.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze spiekanie drobnoziarnistej grudy wyko¬ nuje sie bez dodatku paliwa w sztucznym ciagu, przy czym w tych warunkach otrzy¬ muje sie zelazoniklowy dodatek stopowy o zawartosci od 15 do 30% niklu, podczas gdy przez dodanie znikomego dodatku pali¬ wa pozwala na wytworzenie zelazoniklowego dodatku stopowego o zawartosci niklu od 30 do 70%.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze uzyskany aglomerat do wytwarzania ze¬ lazoniklowego dodatku stopowego o zawarto¬ sci niklu od 30 do 70% stapia sie w piecu elektrycznym lub plomiennym (w obrotowym piecu plomiennym) w atmosferze od neu¬ tralnej do lekko utleniajacej, przy uzupel¬ nieniu aglomeratu materialem spiekanym i zlewaniu tworzacego sie zuzla.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1—3. znamienny tym, ze przy spiekaniu grudy zelaznej uzyskuje sie wstepnie odsiarczony produkt, nadajacy sie jako material wsadowy do pieca wielkie¬ go, pieca szybowego i pieca plomiennego. VEB Nickelhutte St. Egidien Zastepca: mgr Józef Kaminski rzecznik patentowy Ó/oNl HA % oLo&OutKu kok&u fcltk 407. 25.1.60. 100 BS. biblioteka! Urzedu Potentowego] PL